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最快的速度和最慢的速度都跟它有关?

发布时间: 2021-12-29 14:36:55

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光传播得很快。实际上,光是已知的传播速度最快的东西,物理学中有一个定律:没有比光传播更快的东西。光的传播速度为每秒300,000 公里,从地球到月球只需一秒钟多一点,也可以在不到一眨眼的时间里从洛杉矶传播到纽约。神奇的是,人类生活中最快的速度和最慢的速度都与光有关。

我们能制造出以1 %光速运行的物体吗?

尽管1 %这一数量听起来不多,但对于光速而言,它的1 %仍然是非常快的——大约每小时移动一千万公里!以1 %光速的速度,从洛杉矶到纽约只需一秒多一点,这要比商用飞机快一万多倍。

帕克太阳探测器是人类制造的速度最快的物体,它利用太阳的引力使速度达到光速的0.05 %。NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben

人类制造过的最快的东西子弹的时速可达4200 公里/小时,超过音速的三倍。最快的飞机是NASA的X3喷气式飞机,最高时速可达11,200 公里,这一速度令人瞩目,但也只有光速的0.001 %。最快的人造物体是宇宙飞船。它们利用火箭来摆脱地球引力,速度能达到每小时40,000 公里。飞行速度最快的航天器是美国宇航局的帕克太阳探测器,2018年从地球发射升空后,它掠过太阳灼热的大气层,利用太阳引力达到了53.5 万公里的时速。这是非常快的速度——但也只有光速的0.05 %。为什么1 %的光速都很难达到?是什么阻碍了人类达到光速的1 %?简单而言,就是能量。物体会因为运动而具有相应的能量,物理学家称之为动能。为了跑得更快,你需要增加动能。问题就在于,想要把速度提升到很高,就需要大量的动能。让某物以两倍的速度运行需要四倍的能量,让它以三倍的速度运行则需要九倍的能量,以此类推。例如,要让一个体重50 公斤的青年达到光速的1 %需要提供200 万亿焦耳(一种能量计量单位)的能量,这差不多是200 万美国人一天的用电量。